色彩构成基础知识

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本文最后更新于 2020-12-02,文中内容可能已过时。

电影、室内设计、服装搭配等等,色彩在我们的生活中实在是再寻常不过了,学习一些色彩学的基础知识相信在以后的生活中会非常有用。

1. 基本概念

首先,有光线才有色彩。物体表面会吸收一部分光线,反射另一部分光线,反射的光线到达我们的眼睛,被视锥细胞(感知颜色的细胞)和视杆细胞(感知明暗的细胞)所接收,再通过神经传输到大脑,我们就产生了颜色的映像,从而具有色彩感。

我们已经知道,牛顿用三棱镜将光分成了七色,从红到紫正是我们人眼能感知到的颜色范围,从光学的角度看,就是波长从 380 纳米到 780 纳米的光线。低于 380 纳米的,叫做紫外线,高于 780 纳米的,叫做红外线,都是我们人眼无法看到的。

我们已经知道,光线具有波长和振幅,其中,光波的波长反映光波的频率,给人色彩感,光波的振幅反映光的强弱,给人明暗感。人眼中的两种细胞正是分别感知这两种参数,其中,视锥细胞感知波长,视杆细胞感知振幅。所以,我们看到的颜色,其实就是不同波长、不同振幅和不同比例的光线在人眼中的反映。

通常,我们所称的自然光都是指太阳光,物体在自然光下呈现的颜色我们称为物体的固有色。但是,自然界中还有其它的光源,比如月光、闪电、灯光、烛光等,而在其它光源的照射下,物体颜色会发生改变,所以,我们平常所看到的颜色都是物体固有色和光源色的结合。

如果照射到物体表面的全部光都被吸收,物体就呈现黑色,如果全部光都被反射,物体就呈现白色,不过,纯粹的黑白只存在于理论中,现实中没有物体可以全部反射或吸收光线。

1.1 色彩的三要素

就像度量衡一样,色彩也需要一个标定体系,像红、黄、蓝、绿这样的简单命名是模糊的,不足以区分不同的色彩。色彩的标定体系就是色彩的三要素:色相(Hue)、明度(Value)、纯度(Chroma)。

色相

字面上理解,就是色彩的相貌,用来区分不同的颜色,比如牛顿分解的光谱色:红、橙、黄、绿、青、蓝、紫,就是七种不同的色相。在我们后面会学到的色相环中,色相包括三原色和由它们按不同比例混合成的各种间色和复色,理论上,色相的划分是没有极限的,但是人眼的感知有极限,人眼只能分辨出大约 180 种不同色相的颜色。还要注意的是,无论色相环包含的色块有多少,每两块之间都有本质的区别,色块越多,仅仅是色差越小。

从光学意义上讲,色相的不同是由光波波长的长短和不同光线的比例决定的。

明度

简单的理解,就是色彩的明暗程度。每一种色相都有自己的明暗度变化,而且都以白为最高明度,黑为最低明度。色彩的明度受两个因素影响:一是光源色的强弱,光线越强,色彩明度越高;二是黑与白的介入强度,加入黑色可以降低色彩明度,反之,加入白色可以提升色彩明度。

明度在光学角度的本质是光的振幅(即强弱),所以黑和白的介入也可以这样理解,加入黑增强了物体吸收光线的能力,因此降低了它的明度,而加入白增强了物体反射光线的能力,因此提升了它的明度。

除了色相本身的明度变化外,不同色相本身就有明度的差别,其中,黄色明度最高,紫红色明度最低。纯粹的黑白色也有明度的变化,这就是不同级别的灰色。

纯度

纯度指的是色彩的鲜灰程度或纯净程度,也叫做饱和度。意思是一个色彩包含该种色素成分的多少,当该色素成分为 100% 时,就是该色相的纯色,所以加入其它任何颜色都会导致纯度的下降,不过,通常降低某色彩的纯度,都是通过混入无彩色系列的黑白灰或混入该色的补色完成的。

从物理的角度讲,一个色相的纯色就是单一波长的光。

黑白灰这三种颜色没有纯度的概念,因此叫做无彩色,其它有纯度的颜色叫做有彩色。

1.2 色彩混合

大部分的色彩都可以通过混合其它的色彩得到,但是,一定有几种是最基本的颜色,是不可拆分的,这就是原色。光的三原色是红、绿、紫,颜料的三原色是红、黄、蓝。

任意两种原色混合得到的颜色叫间色,颜料的三间色是橙、绿、紫。

将间色彼此混合,就形成了复色。由于间色本身就是原色混合而成的,复色就意味着是不同比例的原色混合,原色混合的不同比例加上纯度和明度的变化,就构成了我们所看到的丰富的颜色世界。

光线彼此混合,亮度会不断提升,最后形成白色光,这叫做加色混合,计算机的显卡就属于 RGB 加色配色系统。通过改变每种原色电子光束的强度,得到深浅不同的色彩,从而合成丰富的色彩;

颜料彼此混合,亮度会不断降低,最后形成黑色,这叫做减色混合。最后一种混合叫做中性混合,是利用人眼对空间的感知产生的一种混合方式,包括两种,一种是具有运动特点的旋转混合,比如具有两种颜色的陀螺旋转会呈现这两种颜色的复色,另一种是具有静止距离特点的空间混合,例如马赛克镶嵌画和点彩画。

1.3 色相环

色相环也称色环,是将色相以一定的变化规律顺序排列形成的一个环,反映了色相之间的数理关系,对色彩的使用具有很大的指导意义。常用的是 RGB 的 3 色相环、瑞士约翰内斯·伊顿的 12 色相环、德国奥斯特瓦尔德和日本色彩研究所的 PCCS 色彩体系的 24 色相环、美国孟赛尔的 100 色相环。所有的色相环都是以 120⁰ 的三原色为基础,在一个完整的圆内等量分割,形成变化均匀的等量过渡色。

下面是伊顿的十二色相环,在 120° 的位置上是 3 个原色,每对原色中间加入一个间色,每对间色中间再加入一个复色,180°的直径两端叫做互补色。

1.4 色立体

色立体是色彩理论的数学模型,是色相、明度和纯度三元素借助三维空间的表达,也是唯一区别每个颜色的标准。

目前,主要的色立体体系有美国的孟赛尔色立体、德国的奥斯瓦尔德色立体、日本色彩研究所 PCCS 色立体、国际照明委员会 CIE 色立体等。虽然各自之间有一定的区别,但是理解了其中一种,剩下的就都很容易理解了。

以如下的孟塞尔色立体为例,水平的圆环等量分成 10 份,分别是红、黄、绿、蓝、紫 5 个基色和它们的 5 个间色,共构成 10 个基础色域,每个色域再等分成 10 分,总计 100 个色相,这个圆环就是我们之前说的色相环;纯色在圆环的最外层,从最外层到圆心,纯度不断降低,直到变成圆心的灰色,纯度一共有 12 个等级;中间的轴代表无彩色,最下方是黑色,最上方是白色,黑白之间还有按明度变化的 9 个灰色,因此,纵轴就代表了明度的变化,每一种色相和纯度确定的色彩在纵向上都有明度的变化。

下面是构造出的完整孟塞尔色立体。

2. 色彩的对比

色彩的对比是将两个以上的色彩放到一起,由于相互作用和相互影响而显现出差异的现象。事实上,对比是构成色彩的必要因素,如果整个世界只有一种颜色,没有彼此的对比,那也就失去了色彩的意义。

根据前面所学的一些概念,色彩的对比可以分为:明度对比、色相对比、纯度对比、冷暖对比、面积对比等。

2.1 色相对比

因色相差别而形成的色彩对比称为色相对比。将不同色相的色彩并置在一起,可以使对方的特征更加突出。

根据各色相在色相环上距离远近的不同,可以形成不同的色相对比,距离越远,对比效果越强烈,相距 180° 的两个色相对比最为强烈

  1. 同类色对比:色相环上距离在 15° 以内的两个色相的对比,对比的效果一般比较弱,通常还需要拉大明度和纯度来进行区别;
  2. 邻接色对比:色相环上距离在 15°-30° 之间的两个色相的对比,这样的两个色相就有了一定的区别,对比效果一般比较统一、和谐、柔和,适合背景处理;
  3. 类似色对比:色相环上距离在 60°-90° 之间的两个色相的对比,类似色对比一般显得丰满、活泼,即保持了随和统一的优点,又克服了视觉上不够饱满的缺点;
  4. 中差色相对比:色相环上距离在 90° 的两个色相的对比,由于差别比较明确,对比效果比较明快;
  5. 对比色相:色相环上距离在 120° 左右的两个色相的对比,对比效果比较强烈、鲜明,但过于刺激易产生视觉疲劳,处理不好容易出现烦躁和不安定的感觉;
  6. 互补色相:色相环上距离在 180° 左右的两个色相的对比,是最强烈的对比关系,更富于刺激性,但是画面比较直白,不够含蓄和雅致,同意易导致视觉疲劳。

在我所阅读的几个材料中,对色相对比的分类和称呼各有不同,比如,在有的书籍中同类色指的就是距离 15° 的两个色相对比,因此,上述分类只能作为参考,唯一确定的是,距离越远,对比效果就越强烈。

除了以上的色相对比外,还有两种特殊的色相对比

  1. 全色相对比:指的是色相环上所有色相都出现,由于人的视觉系统需要全色刺激,这种对比比较协调;
  2. 有彩色和无彩色的对比:无彩色又可以称为万能色,无论什么样的有彩色,和无彩色对比都可以呈现和谐的视觉效果。

2.2 明度对比

指因明度差别而形成的色彩对比。两种不同明度的色彩并列时,会使明色更亮,暗色更暗。

根据孟塞尔色立体,由黑到白等差分为 9 个等级,加上黑白两色一共 11 个等级。0 级为纯黑,明度最低,10级为纯白,明度最高。

我们将明度在 0-3 级的色彩称为低明度,明度在 4-6 级的色彩称为中明度,明度在 7-10 级的色彩称为高明度。以低明度色彩为主的构成低明度基调,以中明度色彩为主的构成中明度基调,以高明度色彩为主的构成高明度基调

注:“……为主” 指该色彩在画面上的面积超过 70%,占绝对优势。

同时,我们将明度差在 5 个级别以外的对比称为强对比(长调对比),将明度差在 3-5 个级别内的对比称为中对比(中调对比),将明度差在 3 个级别以内的对比称为弱对比(短调对比)

这样,不同的基调和明度对比程度就构成了一个 9 种明度对比方案,称为明度 9 调,分别是:高长调、高中调、高短调、中长调、中中调、中短调、低长调、低中调、低短调。举个例子,高长调指的就是主色调为中明度,明度差在 5 级以上的对比。一个明度 9 调的例子如下图:

2.3 纯度对比

因纯度差别形成的色彩对比叫纯度对比,不同纯度的色彩并置,鲜的更鲜,浊的更浊。

和明度相似,纯度也有 3 种色调和 3 中等级差:

  • 高纯度色彩占 70% 左右叫鲜调(高彩对比)
  • 中纯度色彩占 70% 左右叫中调(中彩对比)
  • 低纯度色彩占 70% 左右叫低调(低彩对比)
  • 纯度差为 8 级以上叫强对比
  • 纯度差在 5-8 级叫中对比
  • 纯度差在 4 级以内叫弱对比

因此,纯度也有九调,分别是:鲜强、鲜中、鲜弱、中强、中中、中弱、灰强、灰中、灰弱。

2.4 冷暖对比

冷暖色形成的对比,关于冷暖色的定义可参考本文番外部分。根据孟塞尔色相环的十个主要色相,以最暖色橙为暖极,以最冷色蓝为冷极,可划分为 6 个冷暖区

其中,两个冷暖极的对比是最强的,剩下的分三种

  1. 强对比:冷极和暖色,暖极和冷色;
  2. 中等对比:暖极、暖色和中性微冷,冷极、冷色和中性暖色;
  3. 弱对比:暖极和暖色;冷极和冷色;暖色和中性微暖色;冷色和中性微冷色;中性微暖色和中性微冷色。

以暖色为主可构成暖色基调,以冷色为主可构成冷色基调,两者给人不同的感觉,如下表

阴影阳光
透明不透明
镇静刺激
稀薄稠密
空气感土质感
远的近的
轻的重的
潮湿的干燥的
理智的感情的
流动的静止的
冷静的热烈的

2.5 面积位置对比

形态作为视觉色彩的载体,总有一定的面积,因此面积也会对色彩的表达产生重要影响。

色彩对比与面积的关系有:

  1. 色调组合,只有相同面积的色彩次啊能比较出实际的差别,互相之间产生抗衡,对比效果强烈;
  2. 对比双方的属性不变,一方增大面积,取得面积优势,而另一方缩小面积,将会削弱色彩的对比;
  3. 色彩属性不变,随着面积的增大,对视觉的刺激力量加强,反之削弱。因此,色彩的大面积对比可造成炫目效果;
  4. 相同性质与面积的色彩,大面积色稳定性较高,在对比中对它色的错视影响大,反之受它色的错视影响小。

色彩对比和位置的关系有:

  1. 对比双方的色彩距离越近,对比效果越强,反之越弱;
  2. 双方互相呈接触、切入状态时,对比效果强烈;
  3. 一色包围另一色时,对比效果最强;
  4. 在作品中,一般将重点色彩设置在视觉中心部位,最易引入注目,如井字形构图的四个交叉点。

注意,色彩对比从不是单一方面的,而是多个方面共同作用。

3. 色彩的调和

对比是手段,调和是目的

色彩的调和是指两种或两种以上的色彩,有秩序、协调和谐的组织在一起,形成和谐统一的色彩搭配。色彩调和是色彩设计的基本法则,色彩调和有两层含义

  1. 使有明显差别的色彩经过调整,形成和谐而统一的完美整体;
  2. 合理的组织选择色彩搭配,使其形成具有目的性的美的色彩关系。

调和方式包括:同一调和、类似调和和对比调和。

3.1 同一调和

同一调和指在色彩的三属性中保持一种属性相同,将另外两种属性进行变化,因此又可以分为同色相调和、同明度调和、同纯度调和,还有一种特殊的无彩色调和。

3.2 类似调和

类似调和是类似要素的结合,与同一调和相比,具有稍多的变化,但并没脱离以统一为主的配色原则。

3.3 对比调和

对比调和是以强调变化而组成的和谐色彩搭配。在对比调和中,明度、色相、纯度三种要素都处于对比的状态,因此色彩更富于活泼、生动、鲜明的效果。

对比调和的方法有:秩序调和、混入调和、分割调和、呼应调和和面积调和。

秩序调和

指在画面组织时时多种色彩呈现一定的秩序规律,常见的有

  1. 在伊顿色相环中选择位于等腰三角形、等边三角形、长方形、正方形等几何图形顶点上的色相来组织;
  2. 对色彩的色相、明度、纯度做渐变推移处理,使最强和最弱的色彩间呈多个梯次的等差、等比关系,弱化对比强度;
  3. 九宫调和,将 9 个按顺序排列好的色块放入九宫格中,源自我国传统的「明堂九室」,是多年累积的视觉经验。

混入调和

指遇到不和谐的色彩组合时,选择一个同化元素(色彩要素中的任何一个),将其加入到所有的不同色彩中,使之都含有共同的因素,从而达到和谐的目的。

对于色相,应使所有色彩都具有共同的色彩倾向,比如夕阳下的所有色彩都带有暖暖的橙色,可以看作色相混入的结果;对于纯度,可使所有色彩降低自己的纯度,形成统一的色彩饱和度,比如雨雾中的所有色彩都变得灰蒙蒙的;对于明度,可使所有色彩同时降低或提升明度。

混入调和一般用在色彩调配阶段。

分割调和

指遇到不和谐的色彩组合时,在它们之间嵌入金、银、黑、白、灰任何一种颜色,或者嵌入这几种对比色的中间色,使之产生过渡,从而缓解直接对比的强度,使配色达到调和。

分割调和主要用在画面的色彩组织中。

呼应调和

指将合适的色彩添加到原画面中,使新色彩和原有色彩达成彼此呼应的调和关系。呼应的内容同样可以从色彩各要素触发,最常用的是色相的呼应。

注意,呼应的色彩对象多为画面中的主体、中心色,起到呼应作用的色彩多在面积、位置、数量、形状等方面处于弱势。

面积调和

使某种色彩的面积占据支配地位,可以削弱对比关系。另外,伊顿根据歌德的色彩面积研究成果提出:相等面积比例的红色和绿色能够产生中性的灰色,而黄色和紫色、橙色和蓝色则需要不同的配色比例。用数学比例来显示它们的配比关系为红色:绿色=1:1、黄色:紫色=1/4:3/4、橙色:蓝色=1/3:2/3,这也是著名的“面积对比调和色轮图”。

红色和绿色,黄色和紫色、橙色和蓝色,不论哪一方超过这个比值,都将破坏两者间的调和关系,将两者转化到对比关系中。越接近这种调和比例,对比就越强烈,最终回到最熟悉的红花与绿叶的对比关系之中。

番外

色彩的命名

千变万化的色彩必须有能够相互区别的名字,但是,由于历史原因,色彩在世界各地的名称数量繁多,有时候一种色彩会有不同的几种名字。人们给色彩命名的依据也多种多样,在色彩未形成理论系统时,有的根据植物、动物、矿物等物体色彩来给色彩命名,如玫瑰红、紫罗兰、柠檬黄、酞青蓝等;有的以地理命名,如印度红、普鲁氏蓝、那不勒斯黄等;有的以生活俗约命名,如天青、曙红、铁锈红、鸡血红、牙黄、本白、藕荷、藏青等,民间画工中还有固定名称,如豆绿、蚝白、京紫等;还有的以现代化工命名,如铬绿、镉红等,在现代,流行色协会还发布了文学化命名,如江南水乡、漂流木色、宇宙色等。

这些命名方式可以使一定地域内生活经历相同的人们对同一种色彩的名称产生共识,从而完成色彩的相互交流。但是,当交流距离超过人们的共识之外时,这种色彩信息的交流就会出现误差。例如红玫瑰色,红色玫瑰花的品种本身就有色彩的差异,红到什么程度,是深红、浅红,还是艳红,都是无法定论的,只能概括。

现代化的色彩命名是以色彩处于色立体中的位置决定的,因此,利用色立体可以确定一个唯一的颜色。

冷暖色

色彩对我们具有一定的心理作用,冷暖色就是根据色彩的心理作用区分的,比如,红色可以联想到火焰、阳光,将温暖的体验感受积累转化成温暖的视觉经验;蓝色可以联想到海洋、月光,将寒冷体验感受积累转化成寒冷的视觉感受。

从色相环的分布看,红橙色类为暖色系,蓝紫色类为冷色系,黄绿色类为中性,黑色感觉为暖色,白色感觉为冷色。色彩明度和纯度的改变也会影响色彩的冷暖感,明亮色偏冷,深暗色偏暖,纯色保持原色的冷暖感,而纯度的降低会使冷暖感趋于中性化。对于太阳光而言,时间也是影响冷暖的因素,一般来讲,早晨的阳光色彩偏冷,傍晚的阳光色彩偏暖。各种不同的光源提供的颜色本身就有偏向,比如,白炽灯的光源色偏暖黄,荧光灯的光源色偏冷蓝。

色调

我们常说一幅画、一张照片或一个场景是什么色调的,色调其实指的是占主导地位的一种视觉因素,色彩的三元素:色相、明度和纯度都可以作为色调,比如,从色相上,可以有红色调、蓝色调、黄色调、绿色调等;从色彩明度上,可以有明亮色调、暗色调等;从色彩纯度上,可以有清色调、浊色调、纯色调、灰色调;甚至从色彩的特性上,可以有暖色调、冷色调、中性色调。

一般情况下,当某种类型色彩占据超过 70% 时,就称为该色调。

参考

[1] 满懿,陈梦兮. 色彩构成艺术[M]. 电子工业出版社. 2011-08

[2] 张春蓉等. 色彩构成_安阳工学院_中国大学MOOC(慕课)[OL]. 2020-11-11 第 5 次开课

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